05.02.18

Министерство образования и науки Российской Федерации
ПРОГРАММА-МИНИМУМ
кандидатского экзамена по специальности
05.02.18 «Теория механизмов и машин»
по физико-математическим и техническим наукам
Программа-минимум
Содержит 7 стр.
2007
2
Введение
Настоящая
теоретической
программа
механике,
основана
механике
на
следующих
деформируемого
дисциплинах:
твердого
тела,
механике жидкости и газа, динамике, прочности машин, приборов и
аппаратуры,
а
также
методах
электродинамики,
гидродинамики,
кинематического и динамического анализа и синтеза механизмов и машин,
методике их экспериментального исследования и управления ими.
Программа разработана экспертным советом Высшей аттестационной
комиссии Минобразования России по машиностроению при участии МГТУ
им. Баумана, Института машиноведения РАН, Института проблем механики
РАН, Санкт-Петербургского Государственного технического университета
и Курганского Государственного университета.
1. Становление и развитие теории механизмов и машин
1. Задача науки о механизмах. Основные этапы ее исторического развития.
Выдающиеся отечественные и зарубежные ученые, внесшие значительный
вклад в развитие науки. Место Теории механизмов среди других наук о
механике. Основные области приложения.
2. Понятие машины. Характеристики двигателей и рабочих машин.
Комбинированные механизмы с гидравлическими, пневматическими и
электромагнитными устройствами.
2. Современные направления и тенденции развития теории механизмов и
машин.
2. Анализ и синтез механизмов (общие положения)
1. Структура механизмов. Классификация кинематических пар.
Структурные
3
группы.
Структурная
классификация
механизмов.
Методы
анализа
структуры. Структурные формулы. Понятие об избыточных связях и
основных методах их выявления. Подходы к обеспечению рациональной
структуры механизмов. Структурный синтез.
2. Основные задачи кинематического анализа механизмов. Решение задачи о
положениях и методы определения скоростей и ускорений в плоских
механизмах с низшими парами (аналитические и графо-аналитические
методы). Понятие о сборках механизма. Мертвые, вырожденные и особые
положения механизмов. Подходы к кинематическому исследованию
пространственных
механизмов.
Понятие
о
передаточных
функциях.
Основные приемы решения задач кинематики для механизмов высоких
классов.
Специализированные
пакеты
программ
и
вычислительные
комплексы общего назначения для решения задач кинематики. Способы
оценки точности воспроизводимых функций.
3.
Задачи
и
основные
этапы
синтеза
механизмов
с
низшими
кинематическими парами. Передаточные, манипулирующие и нагрузочные
механизмы. Методы решения задач синтеза. Задача приближенного синтеза,
как задачи оптимального проектирования. Целевые функции и основные
ограничения.
3. Анализ механизмов с высшими кинематическими парами. Основная
теорема зацепления. Основные методы синтеза сопряженных профилей
звеньев механизмов в высшей паре. Плоские и пространственные зубчатые
зацепления.
Зубчатые
и
зубчато-рычажные
механизмы.
Кулачковые
механизмы, основные их виды. Методы оптимального проектирования
кулачковых механизмов.
3. Силовой анализ механизмов
1. Трение в кинематических парах. Влияние геометрических и физических
4
характеристик элементов пары и смазочных материалов на величину трения
и износа в паре.
2. Определение сил реакций в кинематических парах с учетом и без учета
трения. Кинетостатика отдельных кинематических групп и всего механизма
в целом. Явление самоторможения. Оценка качества механизма с помощью
анализа углов давления.
3. Работа сил трения. КПД машин циклического действия. Определение
КПД
механизмов
и
их
соединений.
Понятие
циркулирующего
энергетического потока в замкнутых испытательных стендах и замкнутых
механических передачах.
4. Виды неуравновешенности механизмов. Полное и частичное статические
уравновешивания рычажных механизмов. Неуравновешенность роторов и
методы их балансировки.
4. Динамика машин
1. Понятие динамической модели машинного агрегата. Приведение сил и
масс. Уравнение движения машины. Исследование движения машины на
установившихся и переходных режимах. Способы получения заданных
инерционно-массовых характеристик машины.
2. Методы динамического анализа механизмов с несколькими степенями
свободы. Учет упругих свойств звеньев и демпфирующих свойств
кинематических пар. Анализ механических систем с переменными массами
звеньев. Особенности учета трения при анализе динамики машин.
5. Механические системы управления движением машин
Последовательность работы отдельных элементов сложных машин.
Циклограммы и тактограммы. Механические системы регулирования и
управления.
Понятие
5
мехатронных
о
системах.
Общие
принципы
составления алгоритмов управления движением машин.
6. Передаточные механизмы
1.
Шарнирные-рычажные
распространенные
схемы
передаточные
и
передаточные
механизмы.
функции.
Наиболее
Сопоставление
характеристик и качественных показателей различных схем механизмов.
2.
Простые
зубчатые
механизмы
для
передачи
движения
между
параллельными валами. Эвольвентные передачи. Вопросы формирования
профилей зубьев и качественные характеристики передачи. Особенности
цевочных, циклоидальных передач и передачи Новикова.
3. Зубчатые передачи с пересекающимися и перекрещивающимися осями
валов. Конические, гипоидные и червячные передачи.
4.
Зубчатые передачи с подвижными осями колес. Планетарные (в том
числе
дифференциальные)
механизмы.
планетарных зубчатых механизмов.
кинематического
анализа
Особенности
проектирования
Методы структурного синтеза и
сложных
зубчатых
механизмов
(последовательного и параллельного соединения).
5.
Вариаторы
скорости.
Структура
и
кинематика
замкнутых
гидромеханических, электромеханических и фрикционных (соединенных
параллельно с зубчатыми механизмами) передач.
6. Соосные и несоосные (планетарные) винтовые передачи. Основы
структуры и кинематики. Взаимосвязь геометрических параметров и
качественных показателей.
7. Манипулирующие механизмы
Манипулирующие механизмы на основе незамкнутых кинематических
цепей.
Многопоточные
манипулирующие
механизмы
на
основе
6
параллельных кинематических соединений. Качественные характеристики
манипулирующих механизмов (рабочее пространство, угол сервиса и т.п.).
Маневренность, и вопросы планирования движений.
Решения прямой и обратной задач кинематики. Кинематическая
развязка. Сравнительные характеристики основных видов манипулирующих
механизмов.
8. Вибровозбудители и механизмы виброзащиты
1. Основные источники виброактивности в механизмах. Воздействие
вибрации на технические объекты и на человека-оператора. Наиболее
распространенные методы, механизмы виброзащиты и их характеристики.
4. Использование вибрации в технике. Вибрационные машины. Ударновибрационные машины. Основные схемы и характеристики.
Литература
1. Артоболевский И. И. Теория механизмов и машин. М.: Наука, 1988.
2. Фролов К.В., Попов С.А., Мусатов А.К. и др., Теория механизмов и
механика машин. Под ред. К.В. Фролова, М.: Высшая школа, 1998.
3. Крайнев А. Ф. Механика машин. Фундаментальный словарь. М.:
Машиностроение, 2000, 2-е изд. 2001.
4. Кинематика, динамика и точность механизмов. Под ред. Г.В. Крейнина,
М.: Машиностроение, 1984.
5. Решетов Л.Н. Самоустанавливающиеся механизмы. Справочник, М.:
Машиностроение, 1985.
6.
Гавриленко
В.А.
Зубчатые
7
передачи
в
машиностроении.
М.:
Машиностроение, 1972.
7. Левитский Н.И. Теория механизмов и машин. М.: Наука, 1990.
8.
Щепетильников
В.А.
Уравновешивание
механизмов.
М.:
Машиностроение, 1982.
9. Вибрации в технике: Справочник. М.: Машиностроение, 1998.
10. Планетарные передачи. Справочник под ред. В.Н. Кудрявцева и Ю.Н.
Кирдяшева, Л.: Машиностроение, 1977.
11. Справочник по триботехнике в трех томах. Под общей ред. М. Хебды и
А.В. Чичинадзе. М.: Варшава, Машиностроение, ВКЛ, 1989- 1992.
12. Дроздов Ю.Н., Павлов В.Г., Пучков В.Н. Трение и износ в
экстремальных условиях. М.: Машиностроение, 1986.
13. Механика машин. Учебное пособие для втузов. Под ред. Г.А. Смирнова,
М.: Высшая школа, 1996
14. Литвин Ф.Л. Теория зубчатых зацеплений. М.: Наука, 1968.
15. Коловский М.З., Слоущ А.В. Основы динамики промышленных роботов.
М.: Машиностроение, 1988.
16. Пейсах Э.Е., Нестеров В.А. Система проектирования плоских рычажных
механизмов. М.: Машиностроение, 1988.
17. Машиностроение. Энциклопедия.
Машиностроение, 1994, 1995.
Том 1 – 3., книги 1, 2. М.: